益生元作為一種膳食補充劑，可通過選擇性地刺激結(jié)腸中的一種或少數(shù)幾種細菌的生長或活性而對宿主產(chǎn)生有益影響，從而增進宿主健康。

益生元主要存在于母乳、蜂蜜及大豆、洋蔥、大蒜等30000多種植物中，包括低聚果糖、低聚半乳糖、菊粉、聚葡萄糖、低聚異麥芽糖等，未來將進入更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

益生元應(yīng)用日益廣泛

近幾年，無論國際還是國內(nèi)食品市場，益生元作為食品添加劑的重要組成部分，應(yīng)用日益廣泛。隨著功能食品、功能飲料、功能乳品、營養(yǎng)品的快速發(fā)展，益生元的市場容量也在急劇擴張。同時益生元還應(yīng)用于保健食品、醫(yī)藥、飼料等方面。對于功能食品而言早已是大勢所趨，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，功能性食品越來越受到人們的青睞。

根據(jù)不同類型益生元的產(chǎn)品特點、市場規(guī)模、市場份額、增長率及未來發(fā)展趨勢，目前主要包括下列幾種類型。

低聚果糖是低聚糖的一種，F(xiàn)OS是Fructooligosaccharide的簡稱，低聚果糖分為蔗-果型低聚果糖和果-果型低聚果糖，其中蔗-果型低聚果糖主要由在蔗糖（F）的果糖殘基上通過β（2→1）糖苷鍵連接1—4個果糖基（F）所形成的蔗果三糖（GF2）、蔗果四糖（GF3）、蔗果五糖（GF4）和蔗果六糖（GF5）的混合物。

低聚果糖是公認的典型益生元，也是一種水溶性膳食纖維，天然存在于自然界多種植物中。由于其顯著的健康功效、良好的加工性能和卓越的口感，廣泛應(yīng)用于保健食品、嬰幼兒配方食品、乳制品、飲料、烘焙食品中。

低聚半乳糖（GOS）是一種具有天然屬性的功能性低聚糖，其分子結(jié)構(gòu)一般是在半乳糖或葡萄糖分子上連接1—7個半乳糖基，即Gal-（Gal）n-Glc/Gal（n為0-6）。低聚半乳糖又稱為“半乳寡糖”，是一種益生元，人體不能吸收，但可以促進大腸內(nèi)益生菌的生長及活躍度。

菊粉是自然界中天然存在的果聚糖，由不同鏈長的果糖聚合而成。它存在于多種植物體內(nèi)，目前工業(yè)化生產(chǎn)的菊粉主要來源植物為菊芋和菊苣。菊粉具有天然水溶性膳食纖維和益生元的雙重功效，對人體具有調(diào)節(jié)腸胃功能、促進礦物質(zhì)、改善脂質(zhì)代謝，控制體重、促進體內(nèi)維生素合成等多種生理功效，是一種來自植物的天然健康食品配料。天然菊粉經(jīng)水解等過程，還可派生出低聚果糖等一系列健康配料。

聚葡萄糖是一種水溶性的膳食纖維，為白色或類白色固體顆粒，進入人體消化系統(tǒng)后，產(chǎn)生特殊的生理代謝功能，從而防治便秘及脂肪沉積。

自然界中低聚異麥芽糖極少以游離狀態(tài)存在，但作為支鏈淀粉或多糖的組成部分，在某些發(fā)酵食品如醬油、黃酒或酶法葡萄糖漿中有少量存在。工業(yè)上以淀粉為原料生產(chǎn)低聚異麥芽糖需要一種酶，此酶為α-葡萄糖苷酶，又名葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶，簡稱α-糖苷酶。它能切開麥芽糖和麥芽低聚糖分子結(jié)構(gòu)中α-1，6糖苷鍵，并能將游離出來的一個葡萄糖殘基轉(zhuǎn)移到另一個葡萄糖分子或麥芽糖或麥芽三糖等分子中的α-1，6位上，形成異麥芽糖、異麥芽三糖、異麥芽四糖、異麥芽五糖和潘糖等。

抗性糊精是由淀粉加工而成，是將焙烤糊精的難消化成分用工業(yè)技術(shù)提取處理并精煉而成的一種低熱量葡聚糖，屬低分子水溶性膳食纖維。抗性糊精和通常的淀粉酵素分解物有所不同，除了淀粉原本擁有的α-1,4、α-1,6葡萄糖苷之外，還擁有α-1,2、α-1,3鍵合的葡萄糖苷結(jié)構(gòu)及很發(fā)達的分支構(gòu)造α-1,4、α-1,6葡萄糖苷。

益生元促進腸道健康

益生元可以在體內(nèi)促進腸道有益菌的生長和繁殖，形成微生態(tài)競爭優(yōu)勢，優(yōu)化腸道微生態(tài)平衡，進而提高免疫力，以保持機體健康。同時，又能夠改善腸道微生態(tài)，例如低聚糖類物質(zhì)能夠促進腸道有益菌雙歧桿菌及乳酸桿菌的大量增殖，同時有益菌代謝產(chǎn)生的短鏈脂肪酸和一些抗菌物質(zhì)可直接抑制外源性致病菌和腸腐敗菌如擬桿菌屬、梭菌屬和大腸埃希菌類的生長繁殖。

迄今已鑒定的益生元大多可以促進雙歧桿菌增殖，其作用機制是益生元選擇性刺激腸道中眾多菌群中的雙歧桿菌的增殖。這可能是由于雙歧桿菌利用這類基質(zhì)生長的效率比其他微生物相對更高，并且能耐受短鏈脂肪酸和發(fā)酵所引起的酸化微環(huán)境的原因。分析長雙歧桿菌基因組揭示了專門對各種不同碳水化合物進行分解代謝的大量蛋白質(zhì)序列，無疑有助于提高在腸道環(huán)境中的競爭力。

益生元可誘導(dǎo)腸道中雙歧桿菌菌群增大10—100倍，益生元的雙歧因子效果同雙歧桿菌群原來大小成反比關(guān)系，這種影響比益生元劑量的影響還要大。

低聚糖類益生元經(jīng)微生物發(fā)酵后可降低腸道pH值，提高礦物質(zhì)溶解性，從而促進大腸中鈣、鎂等礦物質(zhì)的吸收。研究發(fā)現(xiàn)，通過補充FOS可增加大鼠對鈣、鎂的吸收，股骨中鈣的含量增加，并且防止食糞癖的發(fā)生，尤其提高FOS對鎂吸收的刺激性效應(yīng)。GOS的攝入不僅可有效促進腸道對鈣的吸收，還可以降低腸道對鈉的吸收，同時升高鉀的吸收率。

雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌群利用益生元的營養(yǎng)會促進自身的生長和增殖，從而刺激巨噬細胞產(chǎn)生活性，被激活的巨噬細胞將分泌抗菌素，又會促進淋巴細胞分裂增殖，使腸道免疫器官生長，從而提高機體免疫力。

日常飲食中經(jīng)常食用益生元將有利于人體營養(yǎng)與健康，可以在早餐谷物如，燕麥片、脆米片中添加低聚果糖，還可以食用富含低聚糖的飲料、糖果、糕點及保健食品，對于不能進行母乳喂養(yǎng)而必須依靠人工喂養(yǎng)的嬰兒，為了幫助其健全腸道屏障功能，可以選擇添加了低聚果糖、低聚半乳糖的嬰幼兒乳品。

益生元市場呈良好增長趨勢

益生元在各類食品中已被廣泛應(yīng)用，如酸乳、乳飲料、果汁飲料、焙烤食品、谷物早餐、嬰兒食品等。隨著益生元促進腸道健康的功能已獲得越來越多的科學(xué)數(shù)據(jù)支持，益生元的市場正在呈現(xiàn)良好的增長趨勢。

益生元易溶于水，低聚糖類益生元可調(diào)節(jié)飲料的滲透壓，促進營養(yǎng)物質(zhì)和水分的吸收，因此在各種飲料中應(yīng)用比較廣泛。在酸性飲料中，低聚糖能夠清理腸道，排除毒素。在日本低聚異麥芽糖被稱為“美麗因子”，被添加到美容、減肥飲料中，需求量不斷增大。

當(dāng)前，由于奶粉是嬰幼兒的主要食品來源，多數(shù)嬰幼兒奶粉廠家將嬰幼兒生長需要的DHA、維生素、益生菌以及補鐵補鈣產(chǎn)品加入嬰幼兒奶粉中，形成嬰幼兒配方奶粉。益生元如低聚果糖，低聚半乳糖和菊粉作為益生元添加在嬰幼兒營養(yǎng)品中。

由于低聚糖類益生元多具有純正清爽的甜味，具有優(yōu)良的生理活性和保健功能，且保濕性好，易于加工，可廣泛應(yīng)用于飲料、糖果、糕點、面包、點心及各種保健食品中，例如在果醬生產(chǎn)過程中低聚半乳糖不會在蒸煮過程中分解，對添加后的最終產(chǎn)品甜度能很好地控制。

全球市場，益生元主要生產(chǎn)商包括奧福來提、泰萊、FrieslandCampina、日本明治、百龍創(chuàng)園和保齡寶生物等公司。就2020年第一季度公布的財報來看，新冠肺炎疫情對食品配料公司的影響很小，大部分公司的業(yè)績小幅度下滑，少部分公司的收入還略有增長。因此，疫情導(dǎo)致原材料價格下滑，使得2020年益生元產(chǎn)品價格下滑，但其產(chǎn)量依然保持正向增長。

中國市場，益生元主要生產(chǎn)商包括百龍創(chuàng)園、量子高科、保齡寶生物等公司。

益生元作為一個新領(lǐng)域，對于人類的營養(yǎng)與健康具有十分重要的意義。隨著對腸內(nèi)微生物研究的深入，益生元在食品工業(yè)、飼料工業(yè)及至制藥業(yè)等行業(yè)中將發(fā)揮著越來越重要的作用。

（中國食品添加劑和配料協(xié)會）